1 绪论
1.1 设计课程任务
设计一个应用于酒店具有特定功能的电子价格牌。
1.2 功能要求说明
1:上电或按键复位后自动显示“P.”,进入准备阶段。 2:利用数码管显示四种不同房型的价格,价格均为四位整数。 3:能利用按键修改价格。
1.3 设计方案及原理介绍
设计主要由电源电路、振荡电路、下载电路、复位电路、驱动电路、显示电路和键盘构成。设计框图如图1所示:
图1 电子价格牌设计框图
在单片机I/O口并行键盘和数码管。设计利用P0口作为4个4位数码管的段控口使用,再利用P2口和P3口分别作为2个4位数码管的位控口使用,合计4个4位数码管。利用74LS573驱动数码管,通过控制按键调按键子程序控制寄存器来控制缓冲地址的内容来控制每位数码管内显示的数字,以实现键盘控制显示器内容来表示价格。
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2 硬件系统的设计
2.1 硬件系统各模块功能介绍
设计所用到的系统模块有:单片机AT89C52模块,单片机最小系统功能模块,数码管显示模块,键盘功能模块,下载电路模块。以下内容就是将各模块单独详细讲解。 2.1.1 单片机AT89C52
AT89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器,具有8K 系统可编程Flash 存储器。有32个可编程I/O口线,三个16位定时器/计数器,6个中断源,看门狗定时器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造,与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。
AT89C52芯片及管脚图。如图2所示: 错误!
图2 AT89C52管脚图
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2.1.2 电源模块
采用+5V的直流稳压电源供电。通过整流、滤波、稳压,给系统提供稳定的直流电压+5V。整流桥选择2W10型号,承受电流的能力为2A,最大耐压能力为1000V,根据模电知识可知,滤波电容的取值与耐压水平有关,+5V的输出耐压值应大于1.4倍变压器副边电压值,通过计算,滤波电容取标称值470μf,减小纹波系数电容取0.1μf,稳压芯片选取LM7805,才能输出稳定的+5V电压,电源电路如图3所示。
因为民用工频交流电电压为220V,而LM7805的输入电压为12V左右,所以图中电压器T的变比选取为18:1K为六角自锁开关,控制整个后续电路的电源。单相整流桥的作用是将交流输入整合成不稳定的直流输出,再由2200μf的电容减弱它的不稳定性。通过LM7805整合为稳定的+5V直流电。最后经0.1μf的小电容减少它的纹波系数。
图3 电源原理图
2.1.3 振荡模块
单片机只有满足相应的时钟信号才能进行工作,时钟信号由时钟电路产生,通过在AT89C52的XT1、XT2引脚上接入12MHz的石英晶振外加两个电容器(电容器根据经验一般取33pF)组成的电路为单片机提供时钟信号。采用12MHz的晶振更能实现对计算机进行通信的波特率,使用12MHz的晶体晶振为系统单片机提供必要的时钟信号时钟电路如图4所示。
图4 振荡电路
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2.1.4 复位模块
单片机的复位有上电复位和对其进行按键复位,当出现死机和运行错误的时候一般采用按键方式对单片机进行复位操作。因为硬件系统中采用的是AT89C52单片机,需要在复位管脚RST上产生两个周期的高电平才能使单片机复位。
设计中单片机复位信号的产生采用按键来实现的。其中按键电平复位是通过使复位端经电阻与VCC(+5V)电源接通而实现的。系统复位如图5所示。因为设计采用的是51单片机,所以在使用的时候要用跳线帽将C51与RET短接。
图5 复位电路
2.1.5 下载模块
下载口的1脚接P1.5口,2脚悬空,3脚接单片机的复位口,4脚接P1.7口,5脚接P1.6口,10脚电源,6、7、8、9、脚接地。如图6所示。
图6 下载模块
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2.1.6 显示模块
设计采用数码管动态显示,通过单片机的P0和P2和P3口来进行控制,通过编程来达到数码管的动态显示。其电路如图7和图8所示。
图7 数码电路
图8 数码管显示电路
管显示
由于74LS573输出电流在5V时可以达到20mA,通常用来作为数码管的驱动电路,数码管显示时所需要的电流一般只有5mA~10mA,所以为了让数码管正常工作而不被烧毁采用R1~R8 8个470欧的限流电阻作为过流保护。
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